Los avances de la ciencia y la tecnología han puesto al hombre en un plano intermedio entre lo tangible e intangible, actualmente es común el convivir con una computadora a diario que cada vez se hace más imperativo la mejor interacción hombre-máquina a través de una adecuada interfaz de usuario, que brinde tanto comodidad como eficiencia. El año 1993 los investigadores Lewis y Rieman definieron las interfaces hombre computadora como: “Las interfaces básicas de usuario son aquellas que incluyen cosas como menús, ventanas, teclado, ratón, y algunos otros sonidos que la computadora hace, en general, todos aquellos canales por los cuales se permite la comunicación entre el hombre y la computadora”La idea fundamental en el concepto de interfaz es el de mediación, entre hombre y máquina. La interfaz es lo que "media", lo que facilita la comunicación, la interacción, entre dos sistemas de diferente naturaleza, típicamente el ser humano y una máquina como la computadora. Esto implica, además, que se trata de un sistema de traducción, ya que los dos “hablan” lenguajes diferentes: verbo-icónico en el caso del hombre y binario en el caso del procesador electrónico. De una manera más técnica se define la interfaz de usuario, como el conjunto de componentes empleados por los usuarios para comunicarse con las computadoras. El usuario dirige el funcionamiento de la máquina mediante instrucciones, denominadas genéricamente entradas. Las entradas se introducen mediante diversos dispositivos, por ejemplo un teclado, y se convierten en señales electrónicas que pueden ser procesadas por la computadora. Estas señales se transmiten a través de circuitos conocidos como bus, y son coordinadas y controladas por la unidad central de proceso y por un soporte lógico conocido como sistema operativo. Una vez que la unidad central de proceso ha ejecutado las instrucciones indicadas por el usuario, puede comunicar los resultados mediante señales electrónicas, o salidas, que se transmiten por el bus a uno o más dispositivos de salida, por ejemplo una impresora o un monitor.
Al interior de la teoría relacionada con las interfaces de usuario se pueden distinguir básicamente dos tipos: (1) Una interfaz de hardware, que se encuentra en el nivel de los dispositivos utilizados para ingresar, procesar y entregar los datos: teclado, ratón y pantalla visualizadora. (2) Una interfaz de software, destinada a entregar información acerca de los procesos y herramientas de control, a través de los que el usuario observa habitualmente la pantalla. De esta clasificación general se puede ir desprendiendo algunas otras, la evolución de las interfaces de usuario corre en paralelo con la de los sistemas operativos; de hecho, la interfaz constituye actualmente uno de los principales elementos de un sistema operativo.
La creación de las interfaces de usuario ha sido un área del desarrollo de software que ha evolucionado dramáticamente a partir de la década de los años 1970. La interfaz de usuario es el vínculo entre el usuario y el programa de computadora. Una interfaz es un conjunto de comandos o menús a través de los cuales el usuario se comunica con el programa. Esta es una de las partes más importantes de cualquier programa ya que determina que tan fácilmente es posible que el programa haga lo que el usuario quiere hacer. Un programa muy poderoso con una interfaz pobremente elaborada tiene poco valor para un usuario no experto. La elaboración de una interfaz de usuario, bien diseñada, exige una gran dedicación pues generalmente las interfaces son grandes, complejas y difíciles de implementar, depurar y modificar. Hoy en día las interfaces de manipulación directa, también llamadas interfaces gráficas de usuario, son prácticamente universales. Las interfaces que utilizan ventanas, íconos y menús se han convertido en estándar en los sistemas computacionales.
La interfaz gráfica de usuario es un tipo de visualización que permite al usuario elegir comandos, iniciar programas y ver listas de archivos y otras opciones utilizando representaciones visuales y listas de elementos del menú. Las selecciones pueden activarse bien a través del teclado o con el ratón. Para los autores de aplicaciones, las interfaces gráficas de usuario ofrecen un entorno que se encarga de la comunicación con la computadora. Esto hace que el programador pueda concentrarse en la funcionalidad, ya que no está sujeto a los detalles de la visualización ni a la entrada a través del ratón o del teclado. También permite a los programadores crear programas que realicen de la misma forma las tareas más frecuentes, como guardar un archivo, porque la interfaz proporciona mecanismos estándar de control como ventanas y cuadros de diálogo. Otra ventaja es que las aplicaciones escritas para una interfaz gráfica de usuario son independientes de los dispositivos: a medida que la interfaz cambia para permitir el uso de nuevos dispositivos de entrada y salida, como un monitor de pantalla grande o un dispositivo óptico de almacenamiento, las aplicaciones pueden utilizarlas sin necesidad de cambios.
Por consiguiente se puede decir que la interfaz de usuario es la forma en la que los usuarios pueden comunicarse con una computadora, y comprende todos los puntos de contacto entre el usuario y el equipo. Sus principales funciones son: (1) Manipulación de archivos y directorios. (2) Herramientas de desarrollo de aplicaciones. (3) Comunicación con otros sistemas. (4) Información de estado. (5) Configuración de la propia interfaz y entorno. (6) Intercambio de datos entre aplicaciones. (7) Control de acceso. (8) Sistema de ayuda interactivo.
La interfaz de usuario como sistema de ayuda interactiva se encuentra ampliamente relacionada con el campo de los sistemas basados en conocimiento propios de la inteligencia artificial. Un sistema basado en conocimiento o sistema experto, vienen a ser un programa computacional que: (1) Posee conocimiento de un experto humano o de un área de conocimiento altamente especializada. (2) Es capaz de proporcionar recomendaciones que infiere a partir de su conocimiento. (3) Puede justificar sus propias conclusiones. (4) Poseen conocimiento no codificado implícitamente dentro del programa. Con los sistemas expertos se busca una mejor calidad y rapidez en las respuestas dando así lugar a una mejora de la productividad del experto. Un sistema experto está conformado por: (1) Base de conocimientos, que contiene conocimiento modelado extraído del diálogo con el experto. (2) Base de hechos o memoria de trabajo, que contiene los hechos sobre un problema que se ha descubierto durante el análisis. (3) Motor de inferencia:, que se encarga de modelar el proceso de razonamiento humano. (4) Módulo de justificación, que explica el razonamiento utilizado por el sistema para llegar a una determinada conclusión. (5) Interfaz de usuario, que constituye la interacción entre el sistema experto y el usuario.
La interfaz de usuario permite que el usuario pueda describir el problema al sistema experto. Interpreta sus preguntas, los comandos y la información ofrecida. A la inversa, formula la información generada por el sistema incluyendo respuestas a las preguntas, explicaciones y justificaciones. Es decir, posibilita que la respuesta proporcionada por el sistema sea inteligible para el interesado. También puede solicitar más información si le es necesaria al sistema experto. En algunos sistemas se utilizan técnicas de tratamiento del lenguaje natural para mejorar la comunicación entre el usuario y el sistema experto.
De esta manera las interfaces de usuario al interior de un sistema experto ofrecen muchas ventajas, ya que pueden: (1) Ayudar a capacitar empleados nuevos; (2) Reducir el número de errores humanos; (3) Encargarse de tareas rutinarias para que los trabajadores puedan concentrarse en actividades más importantes; (4) Ofrecer asesoría experta cuando no hay expertos humanos; (5) Conservar el conocimiento de los expertos después de que éstos abandonan una organización; (6) Combinar el conocimiento de varios expertos; (7) Lograr que el conocimiento esté disponible para más personas; (8) Un solo sistema experto puede ampliar las capacidades de toma de decisiones de muchas personas; (9) Mejorar la productividad y del desempeño de quienes toman decisiones; (10) Ofrece estabilidad y consistencia en un área particular de la toma de decisiones, a diferencia de los seres humanos, un sistema experto es consistente por lo que siempre presentará la misma decisión con base en un conjunto de información; (11) Reduce la dependencia de personal crítico.
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